Beerenanbau mit Photovoltaik und geschlossenem Wasserkreislauf – Wasser und Watt gibt Wein – Transparente PV-Module Solarlösungen aus BaWü

► Die landwirtschaftliche Nutzung in Kombination mit Photovoltaik, auch als Agri-PV bekannt, hat in den letzten Jahren erheblich an Bedeutung gewonnen. Diese Methode ermöglicht es, landwirtschaftliche Flächen doppelt zu nutzen, indem sie zur Nahrungsmittelproduktion und gleichzeitig zur Gewinnung von Solarenergie genutzt werden. Besonders im Weinanbau scheint diese Technologien einen vielversprechenden Weg zu bieten, um den Herausforderungen des Klimawandels zu begegnen und die Ernteerträge langfristig zu sichern. Dabei steht insbesondere Baden-Württemberg im Fokus, wo verschiedene Pilotprojekte den Einsatz von Agri-PV im Weinbau testen und optimieren.

Die Idee der Agri-Photovoltaik ist nicht neu. Bereits im Jahr 1981 entwickelte Professor Adolf Goetzberger, der Gründer des renommierten Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE), das Konzept. Seine Vision war es, Solarpaneele über landwirtschaftlichen Nutzpflanzen zu installieren, um gleichzeitig Solarstrom zu erzeugen und die Pflanzen zu schützen. Das Fraunhofer ISE schätzt heute, dass allein durch die Nutzung von vier Prozent der landwirtschaftlichen Flächen mittels Agri-PV der gesamte aktuelle Strombedarf Deutschlands gedeckt werden könnte. Wichtig ist jedoch, dass die PV-Installationen nicht mehr als 15 Prozent der landwirtschaftlichen Fläche einnehmen, um die landwirtschaftliche Nutzung nicht zu beeinträchtigen.

Ein Paradebeispiel für die erfolgreiche Implementierung von Agri-PV findet sich in Baden-Württemberg im Rahmen des Forschungsprojekts „Modellregion Agri-Photovoltaik für Baden-Württemberg“. Hier arbeiten die Staatliche Lehr- und Versuchsanstalt für Wein- und Obstbau Weinsberg (LVWO), das Fraunhofer ISE sowie elf weitere Projektpartner an fünf Agri-PV-Pilotanlagen. Diese Anlagen werden genutzt, um die Wechselwirkungen zwischen Stromerzeugung und landwirtschaftlichem Ertrag im Weinbau zu untersuchen. Minister für Ernährung, Ländlichen Raum und Verbraucherschutz von Baden-Württemberg, Peter Hauk, eröffnete letztes Jahr ein Forschungszentrum in Heuchlingen, das ein besonders innovatives Agri-PV-System über verschiedenen Beerensorten testet. Dieses System zeichnet sich dadurch aus, dass es vollständig geschlossene Kreisläufe für Wasser und Nährstoffe nutzt, um den Anbau von Strauch- und Erdbeeren so ressourcenschonend wie möglich zu gestalten.

► Die Vorteile von Agri-PV

Die PV-Überdachung bietet eine Vielzahl von Vorteilen, insbesondere für wetterempfindliche Dauerkulturen wie Weinreben und verschiedene Obstsorten. Sie schützt die Pflanzen vor extremen Wetterbedingungen, sei es zu viel Sonneneinstrahlung, Starkregen oder Hagel. Untersuchungen des Fraunhofer ISE haben gezeigt, dass durch den Einsatz von Agri-PV der Bewässerungsbedarf der Pflanzen erheblich reduziert werden kann. Zudem wird durch die teilweise Abschattung der Pflanzen das Mikroklima verbessert, was sich positiv auf das Pflanzenwachstum auswirkt.

Ein entscheidender Vorteil der Agri-PV ist die Reduktion des Bewässerungsbedarfs. Gerade in Zeiten des Klimawandels, in denen Wasser zunehmend zu einer knappen Ressource wird, ist diese Eigenschaft von unschätzbarem Wert. Die teilweisen Schattierungen durch die Solarpaneele helfen dabei, den Boden kühler und feuchter zu halten. Dies führt nicht nur zu einer effizienteren Wasserverwendung, sondern auch zu einer Reduktion des Wasserverlusts durch Verdunstung.

Zudem trägt die Agri-PV-Anlage zum Schutz vor Extremwetterereignissen bei. Beispielsweise können heftige Regenfälle, die durch den Klimawandel verstärkt auftreten, die Ernten stark beeinträchtigen. Die Solarpaneele fungieren hierbei als zusätzlicher Schutzschild und mindern die direkte Einwirkung von Starkregen und Hagel auf die Pflanzen. Dies ist besonders wertvoll für empfindliche Kulturpflanzen wie Weinreben, die durch solche Wetterereignisse leicht beschädigt werden können.

► Erfolgsmodelle aus anderen Ländern

Obwohl Agri-PV in Deutschland noch in den Kinderschuhen steckt, gibt es internationale Vorbilder, die den Nutzen und die Effizienz dieser Methode belegen. In Ländern wie China, Indien und Frankreich wird Agri-PV bereits erfolgreich genutzt. Beispielsweise hat Frankreich mehrere großangelegte Agri-PV-Projekte, bei denen Solaranlagen über Weinreben installiert wurden, um sowohl den Energieertrag als auch die Ernteerträge zu maximieren. Diese Projekte haben gezeigt, dass Agri-PV nicht nur dazu beiträgt, erneuerbare Energie zu erzeugen, sondern auch die landwirtschaftlichen Produktionsbedingungen verbessert.

► Technologische Herausforderungen und Lösungsansätze

Trotz der zahlreichen Vorteile gibt es auch Herausforderungen, die bei der Implementierung von Agri-PV gemeistert werden müssen. Eine zentrale Herausforderung besteht darin, die richtige Balance zwischen Lichtdurchlässigkeit und Schattenwurf zu finden. Die Solarpaneele müssen so konzipiert sein, dass sie ausreichend Sonnenlicht für die darunter wachsenden Pflanzen durchlassen, gleichzeitig aber genug Energie erzeugen. Hier kommen transparente PV-Module ins Spiel, die speziell für den Einsatz in der Landwirtschaft entwickelt wurden. Diese Module lassen das notwendige Licht für das Pflanzenwachstum durch und erzeugen dennoch Strom.

Eine weitere Herausforderung ist die Integration der PV-Module in die bestehende landwirtschaftliche Infrastruktur. Die Installationen müssen so gestaltet sein, dass sie die Bewirtschaftung der Felder nicht behindern. Dies erfordert innovative Lösungen in der Gestaltung und Platzierung der PV-Anlagen.

► Die Perspektive für Deutschland

Deutschland hat das Potenzial, von Agri-PV enorm zu profitieren. Besonders in Regionen, die stark vom Klimawandel betroffen sind, wie beispielsweise Weinbaugebiete in Baden-Württemberg und Hessen, könnte die Integration von PV-Anlagen zur Sicherung der landwirtschaftlichen Erträge beitragen. Die laufenden Pilotprojekte bieten wertvolle Einblicke und Daten, die helfen können, die Technologie weiter zu verfeinern und ihre Effizienz zu steigern.

Zukünftige Entwicklungen könnten auch die Kombination von Agri-PV mit weiteren nachhaltigen Technologien umfassen, beispielsweise mit Windkraft oder der Nutzung von Biogasanlagen. Solche integrierten Systeme könnten die Energieeffizienz weiter erhöhen und zu einer noch nachhaltigeren Landwirtschaft beitragen.

► Schutz der Pflanzen vor extremen Wetterbedingungen und die Reduzierung des Bewässerungsbedarfs

Agri-Photovoltaik stellt eine vielversprechende Methode dar, um landwirtschaftliche Flächen effizienter zu nutzen und gleichzeitig zur Energiewende beizutragen. Durch den Schutz der Pflanzen vor extremen Wetterbedingungen und die Reduzierung des Bewässerungsbedarfs bietet Agri-PV eine nachhaltige Lösung für viele der derzeitigen Herausforderungen in der Landwirtschaft. Während Deutschland noch in der Entwicklungs- und Testphase steckt, zeigen internationale Beispiele bereits das enorme Potenzial dieser Innovation. Mit der richtigen Förderung und weiteren Forschung könnten Agri-PV-Systeme in naher Zukunft zu einem festen Bestandteil der deutschen Landwirtschaft werden und damit sowohl zur Sicherung der Nahrungsmittelproduktion als auch zur Erreichung der Klimaziele beitragen.

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